Australien utvecklar ett protonflödesbatterisystem med större energitäthet än litiumbatterier
Det finns redan många vätgasdrivna litiumbatterier på marknaden, men forskare från Royal Melbourne Institute of Technology i Australien har lagt fram ett koncept med “protonflödesbatteri”. Om tekniken kan populariseras kan den utöka täckningen för vätebaserade kraftenergisystem och göra den till ett potentiellt substitut för litiumjonbatterier. Energilagringsbatterikostnad, Naturligtvis, till skillnad från konventionella vätgassystem som producerar, lagrar och återställa väte, protonflödesanordningen fungerar mer som ett batteri i traditionell mening.

Docent JohnAndrews och hans “protonflödesbatterisystem” preliminärt bevis på konceptprototyp

Det traditionella systemet elektrolyserar vatten och separerar väte och syre och lagrar dem sedan i båda ändarna av ett bränsledrivet litiumbatteri. När elektricitet är på väg att visas, skickas väte och syre till elektrolysatorn för kemiska reaktioner.

Driften av protonflödesbatteriet är dock annorlunda eftersom det integrerar en metallhydridlagringselektrod på ett reversibelt protonbytesmembran (PEM) bränsledrivet litiumbatteri.

Storleken på denna prototypenhet är 65x65x9 mm

Enligt John Andrews, projektets ledande forskare och docent vid Institutionen för mekanisk och tillverkningsteknik vid Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) School of Aerospace Engineering, ”Nyckeln till innovation ligger i ett reversibelt bränsledriven litium batteri med integrerade lagringselektroder. Vi har helt eliminerat protonen till gas. Hela processen, och låt vätet gå direkt till lagret i fast tillstånd. ”

Omvandlingssystemet lagrar elektrisk energi på väte och “regenererar” sedan el

Laddningsprocessen inkluderar inte processen att bryta ner vatten till väte och syre och lagra vätet. I detta konceptuella system delar batteriet upp vatten för att producera protoner (vätejoner), och kombinerar sedan elektroner och metallpartiklar på en elektrod av ett bränsledrivet litiumbatteri.

Design av batterilagringssystem

I slutändan lagras energi i form av fasta metallhydrider. I omvänd process kan den producera elektricitet (och vatten) och kombinera protoner med syre i luften (för att producera vatten).

”Vändbart bränsledrivet litiumbatteri” integrerat med fasta protonlagringselektroder (X står för fasta metallatomer bundna till väte)

Professor Andrew sa: ”Eftersom bara vatten rinner i laddningsläget – bara luft flödar i urladdningsläget – kallar vi det nya systemet för ett protonflödesbatteri. Jämfört med litiumjon är protonbatterier mycket mer ekonomiska— Eftersom litium måste brytas från resurser som relativt knappa mineraler, saltvatten eller lera. ”

Flödesbatteriets energilagring

Forskarna sa att i princip kan energieffektiviteten för protonflödesbatterier vara jämförbara med litiumjonbatterier, men energitätheten är mycket större. Professor Andrew sa: “De första experimentella resultaten är spännande, men det finns fortfarande mycket forsknings- och utvecklingsarbete kvar att göra innan det används kommersiellt.”

Teamet har byggt en preliminär proof-of-concept-prototyp med en storlek på endast 65x65x9 mm (2.5 × 2.5 × 0.3 tum) och publicerat den i tidningen “International Hydrogen Energy”.